SAシステムアーキテクト試験 午後Ⅱ

令和4年度春期 システムアーキテクト 午後Ⅱ 問3

事例を読んで設問の答えを考えてから、解説のポイントとIPA公式の解答例・採点講評で確認しましょう。

問題

問3 IoT,AIなどの技術進展に伴う組込みシステムの自動化について 組込みシステムは,以前から各種装置の自動化に貢献してきた。機械的・電気的に制御されていた装置の自動化に始まり,近年はセンサの高度化,プロセッサ能力・通信技術の向上に伴い,IoTに依拠した他機器との協調動作など,高度な自動化も実現している。例えば自動車において,車速を一定に保つだけの制御から,カメラ・レーダとの協調で,前方車両との距離を保つ制御ができるようになっている。 単一機能の自動化,複数機能を組み合わせた自動化のいずれの場合も次のような点を考慮する必要がある。 ・システムの特徴及び制約:例えば,使用環境,有人・無人,無停止稼働,遠隔操作などのシステムの特徴,及びメモリ容量・演算速度などの制約事項 ・自動化の目的の把握及び目標の設定:例えば,一部の作業などの自動化による負荷の軽減・分散を目的とし,自動搬送装置によって作業負荷を軽減するなど。 ・自動化する範囲及び機能分担:例えば,ドローンでは姿勢制御を自動化し,人は操縦に集中する。自動検査装置では,画像の取得は装置側で自動化し,AIによる欠陥判定はサーバで行うなど。 ・安全性への配慮:例えば,人との協調動作における誤操作,誤動作への対応,他機器との協調においては,故障の影響の伝搬を軽減する工夫など 組込みシステムのシステムアーキテクトは,自動化の目的の把握及び目標の設定を行い,人及び他機器との機能分担について安全性への配慮を含めて検討し,システムの特徴と制約に基づいて組込みシステムを構築する必要がある。 あなたの経験と考えに基づいて,設問ア~ウに従って論述せよ。 設問ア あなたが携わった組込みシステムの概要,自動化の要求の背景・経緯,並びに目的及び目標について,800字以内で述べよ。 設問イ 設問アで述べた組込みシステムについて,システムの特徴と制約に基づく自動化における課題と課題への対策を,人及び他機器との機能分担,安全性への配慮を含めて,800字以上1、600字以内で具体的に述べよ。 設問ウ 設問イで述べた組込みシステムに関する記述を基に,自動化の目標に対する達成度,評価,今後の課題について,600字以上1、200字以内で具体的に述べよ。
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判断に使う前提をそろえる

検討の出発点として、判断に使う前提が与えられた条件に基づいているかに注目しましょう。知識や経験から補った想定をいったん分け、同じ前提を保ったまま考えを進めることが大切です。

この問題で問われていること

考えを進めるときは、その判断がどの条件を前提にしているかを確かめてください。途中で暗黙の想定を加えていないかを振り返り、与えられた情報と自分の解釈との境界を意識しましょう。

視点

知識を当てはめる前に、与えられた情報から確かに言えることと、自分で補った想定を区別します。判断の根拠がどの前提に依存しているかを意識すると、条件を飛び越えた解釈を避けやすくなります。

確認ポイント

  • 判断の前提を、与えられた情報に結び付けているか
  • 知識や経験から補った想定を、与えられた条件と混同していないか
  • 考える途中で、前提を無意識に変えていないか
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解説

自動化の背景・目的・目標を明確にし、組込みシステム固有の特徴と制約から課題と対策を導きます。人及び他機器との機能分担と安全性を具体化し、設定した目標に照らして達成度、評価、今後の課題まで一貫して論述することが要点です。

問題の全体像

本問は、センサ、プロセッサ、通信技術などの進展によって高度化する組込みシステムの自動化を題材とする論述問題です。固定された事例に解答する形式ではなく、自身が携わったシステムを取り上げ、経験と考えに基づいて説明します。問題文が示す主要な観点は、システムの特徴及び制約、自動化の目的及び目標、自動化の範囲及び機能分担、安全性への配慮です。添付の公式資料には個別の解答例ではなく出題趣旨が示されており、これらを踏まえてシステムを構築する力を評価するとしています。採点講評では、システム構成や自動化の目的が不明確な論述、実装の細部にとどまる論述が指摘されています。設問アで対象と目標を定め、設問イで課題と設計上の対策を説明し、設問ウでその成果を評価する流れをつくることが重要です。

設問ア

着目するのは「組込みシステムの概要」「自動化の要求の背景・経緯」「目的及び目標」という三つの要求です。800字以内では、対象装置の用途、使用環境、主要な構成要素とその関係を示し、自動化の対象となる作業や動作を説明します。続いて、従来の状況と問題点、要求が生じた経緯を述べ、自動化によって何を改善したいのかという目的と、どの状態まで改善するのかという目標を区別して示します。目標は設問ウで達成度を評価できる形にしておくと、論述がつながります。実際に設定した数値や判定条件があれば、必要なものを絞って記載します。採点講評では、システム構成の記述不足によって自動化の目的が不明な論述が指摘されています。そのため、製品の一般的な紹介に字数を費やさず、自動化の必要性と後続の課題が理解できる概要にまとめることが評価のポイントです。

設問イ

中心となる要求は「システムの特徴と制約に基づく」課題と対策です。800字以上1、600字以内で、設問アの対象について、特徴・制約から課題が生じる理由を説明し、その課題に対応する対策を具体化します。問題文に挙げられた使用環境、有人・無人、無停止稼働、遠隔操作、メモリ容量、演算速度などのうち、自身のシステムに関係するものを選びます。各課題は、特徴・制約、発生する問題、採用した対策、採用理由の順で整理すると因果関係が明確になります。また、人と装置の担当範囲、装置と他機器の担当範囲を示し、なぜその分担にしたのかを説明します。安全性については、実際に想定した誤操作・誤動作や機器故障と、それらへの対応を対策に結び付けて記述します。出題趣旨では、役割分担と安全性への配慮に基づくシステム構築が求められています。採点講評の全問共通の指摘も踏まえ、機能や実装方法を列挙するだけでなく、自分が検討した内容、判断の理由、検討の経緯を示すことが重要です。

設問ウ

着目するのは「設問イで述べた組込みシステムに関する記述を基に」と「目標に対する達成度、評価、今後の課題」です。600字以上1、200字以内で、設問アの目標と実際の結果を対応させ、設問イの対策がどのような成果につながったかを説明します。達成度では、実際の測定結果や確認した状況を根拠に、達成した点と未達の点を示します。評価では、その結果が自動化の目的にどの程度寄与したか、人及び他機器との機能分担や安全性の対策が妥当だったかを述べます。今後の課題は、評価で明らかになった不足や運用上の問題から導き、対応の方向を具体化します。数値を用いる場合は、設定した目標と比較できる実績を示します。採点講評では、実施した事項にとどまらず、システムアーキテクトとして考慮した点が読み取れる論述を求めています。そのため、「目標を達成した」という結論だけで終えず、評価の根拠と自分の判断を説明し、残る課題までつなげることが評価のポイントです。

学習のポイント

特徴・制約から設計判断を説明する力と、目的・対策・評価を結び付ける論述力を養いましょう。実施内容に加え、選択理由や検討の経緯を具体的に示すことが重点です。

出典:独立行政法人 情報処理推進機構(IPA)令和4年度春期 システムアーキテクト試験 午後Ⅱ 問3(公式資料:問題冊子(PDF) / 解答例 / 採点講評)

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